高一物理牛顿第二定律课题精讲解案例

第三节 牛顿第二定律,力,运动状态变化,速度变化,产生加速度,力是产生加速度的原因,知识回顾： 1.力和运动的关系是怎样的呢?,?,a,F,m,阅读教材，思考下列问题：,1、牛顿第二定律的表述是什么？ 2、理解牛顿第二定律的推导过程 3、牛顿第二定律表达式中各物理量的含义是什么？ 4、如何理解牛顿第二定律的意义 5、了解力的单位“牛顿”是怎样定义的,课前预习,推导：,a F,F ma,正比于,F k ma,k 为比例系数,假如你是科学家，你能否想个办法把k 消掉？,假设：若K=1，表达式就是F = ma，当质量是m=1kg的物体在某个力的作用下获得加速度a=1 m/s2，由公式F= ma我们知道这个力的大小就是F=ma=1kg×1m/s2=1kgm/s2，后人为了纪念牛顿，就把kgm/s2这个单位称为“牛顿”，用“N”表示。 人为规定 : 1N=1Kg.m/s2,所以，如果F,a,m都用国际制单位，在上式中就可以使k=1，上式简化成,F ma,牛顿第二定律的数学表达式,F k ma,思考：,一.牛顿第二定律,内容：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同,F ma,牛顿第二定律更一般的表述：,物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比;加速度的方向跟合力的方向相同.,合外力,问题1. 牛顿第二定律中指出加速度与力成正比，能否说成力与加速度成正比，为什么？,力是产生加速度的原因,因果性,二. 对牛顿第二定律的理解,问题2. 在牛顿第二定律的表达式 F = ma 中，哪些是矢量，哪些是标量？这两个矢量的方向关系是怎么样？,物体受力方向决定物体的加速度方向。故加速度 a 的方向与力F的方向是一致的。,矢量性,问题3. 从牛顿第二定律的内容分析, F、m、 a是对于几个物体而言的?,F、m、a 都是属于同一个物体的，研究对象是统一的。,同体性,问题4.放在光滑水平面上的物体，在水平拉力F作 用下由静止开始运动， (1)如果力F逐渐减小到0的过程中，物体的加速度将怎样变化?，速度将怎样变化? (2)当力F减到0时，加速度为_,速度达到_,加速度与合外力存在着瞬时对应关系：某一时刻的加速度总是与那一时刻的合外力成正比；有力即有加速度；合外力消失，加速度立刻消失.即:同时产生,同时消失,同时变化.,瞬时对应性,问题5.如图：一质量为1kg的物体静置在光滑水平面上，0时刻开始，在水平向右的方向上施加大小为2N的力F1，则 (1) 物体产生的加速度是多大？,(2) 若在3s末给物体加上一个大小也是2N水平 向左的拉力F2,则物体的加速度是多少？,(3) 3S内物体的加速度2m/s2是由力F1产生的，3S后物体的加速度为0，那是不是说3S后F1不再产生加速度了呢？,（2m/s2）,（0）,物体受到几个力的作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，就像其他力不存在一样，这个性质叫做力的独立性原理。物体的合加速度等于各个分力分别产生的加速度的矢量和。,独立性,讨论：从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度。可是我们用力提一个很重的物体时却提不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？,答：没有矛盾， (1)从平衡角度来看，因为提不动，所以静止，则合外力为0，所以加速度也为0； (2)从力的角度来看，物体受三个力，支持力、重力、向上提的力。这三个力中每个力都产生了加速度，但相互抵消，所以合加速度也是0,下列说法正确的是： 1、物体合外力减小时，加速度一定减小 2、物体合外力减小时，速度一定减小 3、物体速度为零，合外力一定为零 4、物体合外力为零时，速度一定为零 5、物体的运动方向一定跟合外力的方向相同,小试牛刀:,练习一：,正交分解法,平行四边形法,一个物体，质量是4，受到互成120o角的两个力F1和F2的作用。这两个力的大小都是20N，这个物体的加速度是多少？,有没有其他方法？,0,练习二：课本例2,F1x,F1y,F2x,F2y,- -,- -,- -,- -,) 600,) 600,) 600,) 600,) 600,牛顿第二定律,1、内容:物体加速度与合外力F合成正比.与质量m成反比.加速度方向与合外力方向相同.,小 结,一、研究过程：控制变量法,二、牛顿第二定律,3、对牛顿第二定律的理解：,同体性,矢量性,瞬时性,独立性,三.用牛顿第二定律解题的一般步骤,1、确定研究对象。,2、分析物体的受力情况， 画出研究对象的受力分析图。,3、求出合力。(力的合成法.正交分解法),4.根据牛顿运动定律建 立方程并求解。,质量为1kg 的物体受到两个大小分别为2N 和4N 的共点力作用。则物体的加速度大小可能是 A、5m/s2 B、3m/s2 C、2m/s2 D、0.5m/s2,练习二：,巩固提高,答案：ABC,练习三：,如图所示,质量为4 kg的物体静止于光滑的水平面上,若物体受到大小为20 ,与水平方向成6°角斜向上的拉力F作用时沿水平面做匀加速运动,求物体的加速度是多大?(取10 m/s2),解：如图受力分析有： Y轴：,X轴：由牛顿第二定律F合=ma 得：,代入数据可解得物体的加速度a=2.5 m/s2. ,一个物体质量为m，放在一个倾角为的斜面上，物体从斜面顶端由静止开始加速下滑 （1）若斜面光滑，求物体的加速度？ （2）若斜面粗糙，已知动摩擦因数为，求物体的加速度？,练习四：,练习五：课本例题1 某质量为1100kg的汽车在平直路面试车，当达到100km/h的速度时，关闭发动机 ，经过70s停了下来。汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为2000N，产生的加速度为多大？假设试车过程中汽车受到的阻力不变。,思考下列问题： 1、关闭发动机后，汽车受那些力作用，做何种运动，合外力为多少？ 2、重新起步后，受那些力作用，合外力为多少，做何种运动？,基本单位,导出单位,物理量之间的关系,长度,质量,时间,米,千克,秒,物理关系,